Трудно представить себе область строительства, где не использовался бы цемент. Он необходим на всех этапах любого строительного процесса, начиная от обустройства фундамента и заканчивая внутренней отделкой помещений. До сих пор аналогов данного стройматериала еще не найдено, что свидетельствует об уникальных свойствах цемента.

Общие сведения

Цемент (на латыни caementum), переводится как «битый камень» или «щебень». Получают его следующим образом:

1. Готовится цемент из шлама, сырьем для которого выступают два основных компонента — 25% глины и 75% перемолотого известняка.
2. Далее образуется клинкер, для чего готовый шлам обжигается при температуре +1450…+1480 ° C.
3. Получившаяся твердая масса (клинкер) измельчается в серый порошок, к которому, затем, добавляются минеральные присадки и гипс.

В результате на свет появляется искусственно созданный строительный материал, который, взаимодействуя с водой и другими жидкостями, превращается в пластичное вещество, а при затвердевании образует камневидное тело.

Важно! Способность цемента набирать прочность при взаимодействии с жидкостями является уникальной, и это принципиально отличает данный материал от других вяжущих материалов, вроде гипса или воздушной извести, которые затвердевают только на воздухе.

Немного истории

В поисках эффективного способа борьбы с низкой влагостойкости извести и гипса предки шли на самые смелые меры. Появление цемента произошло в результате смешивания разных минеральных веществ с водоотталкивающими характеристиками в известковые растворы. Зачастую в состав добавляли дробленные, битые кирпичи из обожженной глины и даже породу вулканического происхождения. К примеру, строители Древнего Рима делали цемент с добавками отложений пепла из вулкана Везувий.

ЧИТАТЬ Краска для бетона: виды износоустойчивых материалов для наружных работ В течение долгих лет проводились различные эксперименты, ведь спрос на доступное и надежное вяжущее вещество постоянно поднимался. Работа продолжалась до тех пор, пока строители не выработали адекватную технологию и не подобрали правильный химический состав цемента.

Значительный вклад в опыты внес военный техник из России Егор Челиев. Ему принадлежит научная работа о цементе для подводного строительства (1825 год). Также над появлением нынешнего рецепта цементного раствора трудился английских ученый Джон Аспдин, который запатентовал понятие «портландцемент». Название происходит от острова Портленд, размещенного в проливе Ла-Манш и состоящего из известковой породы.

В те времена, порода, добытая на этом острове, пользовалась большим почетом и считалась одним из наиболее престижных стройматериалов в Британии. Интересный факт: технология русского техника Челиева максимально приближена к той, что используется в современном портландцементе, а вариант Аспдина создавался без применения технологии спекания исходного сырья.

Состав цемента

Нужно заметить, что состав цемента может существенно отличаться, как по странам, так и по регионам в пределах одной страны. Влияет на это наличие минеральных месторождений, поставляющих компоненты для изготовления такого материала. Вот несколько вариантов возможного состава:

1. различные глины, в т.ч. лёссовидные суглинки и глинистый сланец;
2. известняк, мел, мергель и прочие карбонатные породы;
3. минералы: используемые в качестве присадок кремнеземы и глиноземы, аспарит и флюорит, плавиковый шпат и фосфогипс.

Технология производства

Современные производители цемента могут изготавливать его по разному рецепту, но общая технология производства остается одинаковой для всех марок. Основные отличия заключаются в разном исходном сырье вяжущей добавки, а весь остальной технологический процесс идентичный.

Его можно разделить на несколько стадий:

1. Первый этап — приготовление исходного сырья. Процедура подразумевает продолжительное измельчение известковых камней и глины, а затем смешивание компонентов в правильной пропорции. Зачастую состав цементного раствора включает в себя 3 части известняка и одну часть глины. Также в нем может присутствовать мергель, который является осадочной горной породой.
2. Второй этап — обжиг состава и подготовка клинкера. Исходный раствор помещается в специальный резервуар и обрабатывается под воздействием высокой температуры. Ее значение может достигать 1500 градусов Цельсия. В такой среде шлам успешно обжигается, становясь клинкером. Затем его измельчают с помощью специальных жернов до порошкообразного состояния.
3. Третий, последний этап — соединение всех частей для производства портландцемента. Измельченный клинкер разбавляется гипсом в пропорции 5%, а также дополнительными минеральными компонентами.

Свойства цемента

Различные сочетания компонентов обеспечивают самые разные свойства данного материала. На некоторые из них следует обратить пристальное внимание.

1. Прочность. Этот показатель зависит от присутствия в составе измельченного шлака или гипса, и отвечает за несущие способности изделий, изготовленных из цемента. К слову именно прочность определяет марку продаваемого цемента.
2. Морозостойкость. Способность цемента без потерь переносить периоды заморозки и разморозки определяется добавлением в состав различных модифицирующих добавок.
3. Водостойкость. Этот показатель скорости схватывания цемента. От него зависит возможность заделки швов и стыков, расположенных во влажной среде;
4. Коррозионная стойкость. Данный показатель говорит о способности цемента противостоять воздействию окружающей среды. Цементы с наиболее высокой коррозионной стойкостью используют для возведения подземных и подводных объектов.
5. Сульфатостойкость. Такое свойство цемента говорит о его способности противостоять воде, в которой присутствуют ионы сульфата. Рассматриваемый показатель важен при строительстве морских и океанических сооружений, которые соприкасаются с соленой водой.
6. Тонкость помола. Эта характеристика цемента также говорит о прочности материала. Чем тоньше помол, тем более прочным получится бетон.

Сырьевые материалы

Цемент производят на заводах, которые находятся в непосредственной близости от мест разработки горных пород, служащих сырьем для строительного материала. К естественному сырью для цемента относятся:

• карбонатные минералы. К ним принадлежат известняки, доломиты, мергели, а также смеси этих пород. Большинство этих минералов было образовано на дне морей и озер осадочным способом. Толщина пластов может достигать нескольких сотен метров. Кристаллическая решетка разных видов карбонатных минералов имеет разную степень устойчивости. Это определяет их способность сплавляться с другими компонентами в процессе изготовления цемента.
• глинистые материалы. Мелкодисперсные породы, которые также были образованы осадочным способом. Состоят из основы — глинистого вещества и большого количества примесей. Это сырье при добавлении воды увеличивается в объеме, становится вязким, пластичным.

Обратите внимание: Полистиролбетон – характеристики и сфера применения

Остановимся подробнее на основных сырьевых компонентах, входящих в состав цемента.

Виды цемента

Благодаря многообразию входящих компонентов производители выпускают самые разные виды цементов, которые отличаются свойствами, а значит, сферой применения. Рассмотрим наиболее востребованные виды:

1. (ПЦ). Это один из самых распространенных видов цемента, который массово используется в частном и промышленном строительстве, а также применяется при проведении отделочных работ. Его можно назвать универсальным материалом. Выпускается такой цемент без добавок (Д0), и может быть следующих марок: М400 и М500, М550, а также М600.

2. Цветной и белый (БЦ). Данные виды отличаются цветом, ведь в них присутствуют органические или минеральные красители. Такая особенность позволяет использовать растворы на основе цемента для декоративной отделки интерьеров и фасадов зданий. К тому же цветной цемент используется при производстве искусственного камня и различных скульптурных композиций.

К его преимуществам можно отнести устойчивость к атмосферным осадкам и воздействию ультрафиолета. Такой цемент даже с годами не разрушается, не выгорает и не желтеет. К тому же застывает он гораздо быстрее портландцемента.

3. Быстротвердеющий (БТЦ). Из названия становится очевидным, что у этого материала самый короткий срок отвердения. Кроме того, он чрезвычайно устойчив к морозам. Такая особенность позволяет проводить строительные работы в сжатые сроки и при отрицательных температурах. Выпускается цемент марками М400 и М500.

4. Расширяющий. Производится с добавлением гипса. Данный материал используют в тех случаях, когда хотят минимизировать возможную усадку будущего строения. Затвердевая и избавляясь от влаги, такой цемент расширяется, чем компенсирует усадку.

5. Напрягающий. Производится с добавлением алюминатов. Наличие этого компонента позволяет получить один из самых прочных и морозоустойчивых цементов с повышенными требованиями к гидроизоляции. Неудивительно, что такой материал идет на изготовление ответственных железобетонных конструкций, например, конструкций мостов и высотных домов.

Кстати, набирая прочность, такой материал расширяется, заполняя все существующие пустоты и стыки, трещины и ниши. Похвастаться такой особенностью может далеко не каждый вид цемента.

6. Глиноземистый (ГЦ). Такой материал отличается повышенной скоростью отвердения, а также высокой твердостью и морозостойкостью. Данный цемент незаменим при аварийных работах в условиях экстремально низких температур.

Кроме того, у глиноземистого цемента имеются два подвида:

— Гипсоглиноземистый цемент – используется для получения безусадочных водонепроницаемых бетонов;

— Высокоглиноземистый цемент – из него получают жаростойкие бетоны, применяемые для работы в среде с повышенными температурами.

7. Водонепроницаемый расширяемый (ВРЦ). Рассматриваемый вид отличается высокой устойчивостью к влаге, а потому успешно используется для возведения бетонных конструкций во влажных условиях, к примеру, фундаментов домов в болотистой местности.

8. Гидрофобный (ГФ). По способности отталкивать влагу гидрофобный цемент превосходит водонепроницаемый в 5 раз. Благодаря этому свойству материал используется для возведения бассейнов и других гидротехнических сооружений, подразумевающих непосредственный контакт с водой.

9. Фосфатный. При изготовлении данного материала в него добавляют ортофосфорную кислоту, а также некоторые оксиды (меди, магния и титана). Наличие таких добавок в разы повышает ударную вязкость цемента, благодаря чему он обретает способность противостоять ударам и может наноситься на металлические поверхности.

10. Сульфатостойкий (СС). Применяется для возведения гидротехнических сооружений, но только тех, которые не контактируют с речными и грунтовыми водами. В продаже можно найти сульфатостойкий цемент марок М400 и М500.

11. Шлаковый (ШПЦ). Добавление шлака позволяет серьезно удешевить материал, но в то же время не допустить ослабления его прочности. Недаром ведь этот цемент применяется для возведения подземных конструкций. К недостаткам таких смесей относят их длительное схватывание и высыхание. Выпускается марками М300, М400 и М500.

12. Тампонажный. Это специфический цемент, который используется в газодобывающей и нефтедобывающей промышленности.

Наличие добавок

На свойства цемента и его технические характеристики влияет тип и количество добавок. Этот параметр также отражается в маркировке с обозначением «Д», после которого следует указание процентного содержание добавок. Например, обозначение Д20 означает наличие добавок в количестве 20%. Особенности маркировки можно увидеть на представленных фото цемента, упакованного в мешки.

На упаковке присутствуют и другие обозначения, отражающие особые качества материала. Например, СС означает сульфатостойкий тип, ГФ – гидрофобный вид, а ПЦ – портландцемент. Используется также нормальный (Н), белый (БЦ), морозостойкий пластифицированный (ПЛ) и быстросхватывающийся расширяющийся (ВРЦ) цемент.

Область применения

Цемент – основной компонент цементно-песчаного и бетонного раствора, благодаря чему применяется в следующих конструкциях:

— Строительная промышленность: изготовление монолитных и железобетонных конструкций, необходимых для промышленного строительства зданий и инженерных конструкций (общественные сооружения, многоэтажные дома, мосты, дамбы и т.п.);

— Частное строительство: возведение фундамента частного дома, отделочные работы, строительство ограждений и фундаментов под них;

— Дорожно-промышленное строительство: строительство отбойных сооружений, взлетно-посадочных полос, портовых причалов и т.п.

— Сооружения, работающие в сложных и агрессивных средах: опоры мостов и всевозможные свои, устанавливаемые в среду с повышенным уровнем кислот, в соленой воде или в условиях многократного замораживания/размораживания.

— Добывающая промышленность: укрепление сооружений, а также тампонирование нефтяных и газовых скважин.

Классификация

В зависимости от того, какой связывающий материал используется, бетон может быть:

• Цементный. Самый распространенный в строительстве вид. В основе используется портландцемент, а также его разновидности.
• Гипсовый. Обладает повышенной прочностью. В качестве вяжущего материала берется гипсовый камень.
• Полимерный. В основе лежат полиэфирные смолы. Подходит для работ на горизонтальных и вертикальных поверхностях. Является прекрасным материалом для отделочных и ландшафтных работ.
• Силикатный. Вяжущим материалом являются известь и кремнеземистые вещества. По своим свойствам очень похож на цементный и используется в производстве железобетонных конструкций.

В зависимости от назначения, бетон может быть:

• Обычный. Используется в промышленном и гражданском строительстве.
• Специальный. Нашел свое применение в гидротехнических сооружениях, а также при дорожных, изоляционных и декоративных работах.
• Специального назначения. Это бетон, стойкий к химическим, термическим и другим специфическим воздействиям.

Марки цемента

Решив приобрести цемент важно научиться ориентироваться по маркам данного материала.

Прежде всего, римскими цифрами указывается состав входящих компонентов:

— ЦЕМ I – чистый портландцемент, практически не содержащий добавок (не более 5% от всей массы цементного порошка). Этот материал отличается самой высокой скоростью затвердевания, благодаря чему бетон набирает 50% прочности буквально через сутки после заливки. Его рабочая прочность 32,5 МПа.

— ЦЕМ II – портландцемент с наличием добавок от 6 до 35%. Застывает немного медленнее, а все из-за присутствия в составе дополнительных элементов.

— ЦЕМ III – шлакопортландцемент, имеющий нормальную скорость затвердевания и прочность 32,5 МПа. Присутствие добавок в этом материале в районе 35-65% заметно замедляет процесс схватывания смеси, однако наличие доменного гранулированного шлака, компенсирует скорость застывания.

— ЦЕМ IV – пуццолановый цемент. Добавок в нем 21-35%, а значит, он также может похвастаться нормальной скоростью затвердевания. Помимо пуццоланов (П), в его состав включена зола-унос (З) и микрокремнезем (М или МК). По прочности он не уступает другим видам — 32,5 МПа.

— ЦЕМ V – композиционный цемент с хорошей скоростью затвердевания и прочностью равной 32,5 МПа. Из добавок в нем 11-30% доменного шлака, а также 110-30% золы-уноса.

Важно! Присутствие добавок в цементе обозначается буквой Д, а также числом указанным после нее. Например, Д0, Д5 либо Д20.

После указания компонентов в маркировке идет тип присадки:

• И – известняк;
• П — пуццоланы;
• Ш – шлак (по сути, отход металлургического производства);
• З – зола-унос (по сути, отход энергетических предприятий);
• М, МК – микрокремнезем.

Затем идут прочностные характеристики материала. Цифрами указывается показатель прочности, которого материал достигает спустя 28 суток после заливки (показатель варьируется от 22,5 до 52,5). Сегодня этот показатель обозначается классом прочности на сжатие, а раньше характеризовался маркой.

1. Прочность 22,5 – способность цемента выдерживать давление в 22,5 МПа (раньше обозначался маркировкой М300);
2. Прочность 32,5 – способность цемента выдерживать давление в 32,5 МПа (раньше обозначался маркировкой М400). Этот цемент является наиболее востребованным в частном строительстве, а все благодаря наилучшему соотношению цены и качества;
3. Прочность 42,5 – способность цемента выдерживать давление в 42,5 МПа (раньше обозначался маркировкой М500);
4. Прочность 52,5 – способность цемента выдерживать давление в 52,5 МПа (раньше обозначался маркировкой М600).

Буквой указывается показатель прочности, которого достигает цемент спустя 7 дней после заливки:

• Б — быстротвердеющий; • Н — нормальнотвердеющий.

Для наглядности приведем пример обозначения цемента по ГОСТ10178-85:

ПЦ 400-Д0-Б ГОСТ10178-85. Это быстротвердеющий портландцемент, не содержащий минеральных добавок и имеющий прочность М400.

Данная маркировка устаревшая, а потому сегодня на мешках с цементом можно заметить другое, современное обозначение по ГОСТ 31108-2003:

Портландцемент ЦЕМ I 32,5Н ГОСТ31108-2003. Нормальнотвердеющий портландцемент, содержащий 5% добавок и обладающий прочностью в 32,5 МПа (соответствующий марке М400).

Как выбрать качественный цемент

Чтобы приобрести подходящий, а главное, качественный цемент, стоит прислушаться к советам профессионалов. Алгоритм действий должен быть следующим:

1. Определитесь с производителем. Практика показывает, что цемент отечественных марок стоит дешевле. К тому же его производители находятся внутри страны, благодаря чему вернуть некачественный материал становится легче. А вот решив приобрести цемент зарубежной марки, первым делом обратите внимание на срок годности. Из-за высокой стоимости такой товар нередко залеживается на складе, вследствие чего срок годности его проходит. В то же время, качество свежего импортного цемента – превосходное, что отмечают все профессионалы.

2. Оцените срок годности. Даже если срок годности еще не вышел, но мешки с цементом уже стали твердыми, от их покупки стоит отказаться. Дело в том, что срок годности некоторых марок цемента не превышает 2 месяцев. А лежалый цемент стремительно растрачивает свои ценные качества. Особенно следите за товаром, делая оптовую закупку. Нечистые на руку продавцы могут подбрасывать к свежему цементу мешки с лежалым или даже просроченным материалом.

3. Вооружитесь отзывами из интернета. Перед покупкой цемента не лишним будет прочесть отзывы пользователей, которые уже применяли данный материал в строительстве. Высказывания интернет пользователей могут существенно повлиять на ваш выбор.

4. Пощупайте упаковку. Мешок для цемента должен состоять из 3 или 4 слоев. Кроме обозначения цемента и указания фирмы производителя, на него должны быть нанесены контактные данные предприятия, производившего эту продукцию.

5. Разберитесь с маркой цемента. Выбор марки материала не должен вызвать затруднений. Здесь все просто: чем выше марка цемента, тем более прочной получится созданная на его основе конструкция. О скорости отвердения материала скажут буквы Н (нормальнотвердеющий) или Б (быстротвердеющий), на упаковке цемента.

Однако с повышением марки цемента возрастает и его цена. Материал, продающийся не в мешках, а навалом, заметно дешевле, однако такой цемент легче фальсифицировать, а потому приобретая такой материал, вы рискуете столкнуться с некачественным цементом.

Разнообразие марок

На рынке представлено множество брендов цементного материала. При покупке целесообразно ориентироваться на каталог лучших производителей, продукция которых получила признание на разных уровнях.

Среди зарубежных марок выделяют Lafarge, Cemex, HeidelbergCement. Не отстают и отечественные изготовители — Евроцемент групп, Новоросцемент, Сибирский цемент.

При покупке материалов для строительства нужно особое внимание уделять проверке их качества. Вероятность получения надежных образцов повышается, если цемент был упакован в фирменные мешки или расфасован на предприятии-изготовителе.

Популярные производители цемента

• «Евроцемент груп». Эта отечественная компания является настоящим лидером по производству и продаже цемента на территории России. Да и как иначе, если продукция компании соответствует всем международным стандартам, и при этом может похвастаться одними из самых низких цен. Отзывы говорят о высоком качестве и прекрасной стойкости цемента к низким температурам и воде.

• «Хольцим» (Holcim). Швейцарская компания плотно обосновалась на нашем рынке, не только за счет высокого качества и широкой сферы применения, но и благодаря удивительной белизне продукции. Готовится такой цемент из особого клинкера с минимальным присутствием железа. Единственный недостаток этого производителя в том, что найти в продаже такой цемент довольно затруднительно.

• «Геркулес». Еще одна отечественная марка, которую рекомендовано приобретать для приготовления стяжек. Практика показывает, что такие стяжки быстро застывают и служат десятки лет. А еще у него оригинальный пакет с отверстиями для пальцев, благодаря чему его удобно переносить. Это экологичный высококачественный продукт, но и он не лишен минусов. Цена «Геркулеса» довольно высока, а вот срок годности составляет всего 2 месяца.

• «De Luxe» от ООО «Фаворит». Отличный продукт с выраженными адгезивными свойствами и быстрым застыванием, при довольно привлекательной цене. Однако фасовка такого цемента довольно большая (мешок 50 кг), а работать с таким материалом можно только при температуре выше +5°C.

• «CimSa». Белый цемент от турецкого производителя чаще приобретают при проведении отделочных работ. Особую славу снискал такой цемент марки М600. Он обеспечивает идеально гладкую поверхность, не дает трещин и способен защищать металлические изделия от коррозии. Единственным его недостатком является «кусающаяся» цена.

• «Adana Cemento». Молодая турецкая компании недавно обосновалась в России, но уже завоевала массу поклонников. Цемент этой марки отличается прочностью и выносливостью, имеет высокие эстетические и декоративные свойства, чем даже превосходит установленные мировые стандарты качества. Он хорошо всем, кроме слишком высокой цены.

• «Русеан». Эта фирма одна из старейших производителей строительных материалов в России, а потому давно прислушавшись к запросам покупателей, выпускает простой в работе, но при этом пластичный, крепкий и стойкий к атмосферным воздействиям цемент. Нужно заметить, что цена его чуть выше, чем у других отечественных производителей, но отзывы говоря о том, что переплата того стоит.

Теперь вы точно знаете, какой цемент идеально подойдет для проведения намеченных вами строительных работ. Помните о том, что цемент – это основа, а значит, от правильного выбора зависит долговечность и надежность возводимых вами конструкций.

Плюсы и минусы, отзывы потребителей

Основным недостатком материала является высокая цена. Тем не менее она окупается эффектом, производимым готовой работой. Использование цемента позволяет ускорить процесс отделки и создать оригинальные декоративные конструкции.

К достоинствам можно отнести следующие качества материала:

• влагостойкость;
• прочность и износоустойчивость;
• пластичность;
• быстрое затвердевание;
• экологичность;
• многофункциональность;
• однородность;
• возможность получить любую расцветку при добавлении цветных пигментов.

Андрей, 28 лет, Новосибирск:

«Использовал цемент белого цвета при изготовлении гипсовых панелей 3D, добавляя 15% вещества в гипс Г5. Прочность изделий и белизна оказались на высоте. К преимуществам отнесу удобную упаковку и качество. Правда, цена уж слишком высокая».

Сергей, 45 лет, Воронеж:

«Заливал фундамент под гараж в жару. Менеджер магазина посоветовал разновидность портландцемента Holcim NormoCem. Сказал, подойдет, поскольку порошок устойчив к высоким температурам. Смесь оказалась мягкой и подвижной, высыхала медленно. Это позволило не спешить с укладкой. Недостатком можно назвать плохую упаковку — была непрочной, рвалась при любой возможности».

Вадим, 35 лет, Москва:

«Место для сруба выбрали на высоком склоне, поэтому потребовалось надежное и прочное основание. Проектировщик предложил свой вариант белого цемента. Результатом стало отсутствие трещин, раствор плотно лег в опалубку. Стоимость считаю оправданной».

Михаил, 35 лет, Волгоград:

«Потребовалось оштукатурить литые перекрытия. Они были ровными, но слишком гладкими. Заказчик пожелал, чтобы работы проводились с использованием цемента М500 ExtraCem от «Холсим». Раствор оказался эластичным, имел хорошую адгезию, быстро схватывался».